Главная

Статьи

Висока точність пострілу: фізики розкрили секрети грибний "гармати"

Деякі гриби здатні "стріляти" спорами і викидати їх на великі відстані. Відбувається це завдяки взаємодії між краплями води в їх тілах. Вони розганяють суперечки до космічно високих швидкостей. Цей механізм вперше зімітували і детально описали дослідники з Університету Дьюка в Даремі (США).

"Суперечки запускаються в повітря з величезною силою і в певному напрямку, майже як з гармати. І ця" гармата "еволюціонувала, щоб вистрілювати прямо з гриба, - розповідає Чуань-Хуа Чень ( Chuan-Hua Chen ). - Таким чином розмножуються десятки тисяч видів грибів - близько третини з усього царства ".

Біологам давно відомо, що в цьому механізмі задіяні краплі води, що скупчуються на поверхні суперечка і поруч з ними. Вони і є так званим двигуном спорової "гармати". Запускають її дві краплі: одна за формою нагадує яйце, інша - половину яйця. Коли спору досягає зрілості і ці краплі торкаються один одного, вони зливаються і "катапультує" спору. Цей механізм ще на початку 20 століття описав американський біолог Реджинальд Буллер. Будь-яка людина, який в лісі торкався до перезрілих грибу, міг спостерігати такий "постріл".

Будь-яка людина, який в лісі торкався до перезрілих грибу, міг спостерігати такий постріл

Однак до сих пір залишалося неясним, як саме відбувається злиття крапель і як гриб "націлює" спору. Щоб зрозуміти це, дослідники не стали вести спостереження за реальними грибами, а зімітували їх - створили збільшені моделі з полістиролу і записали процес за допомогою високошвидкісних камер, що створюють до тисячі кадрів в секунду. Роль джерела вологи грало сопло струминного принтера.

Спостереження показали, що секрет феноменальної точності "пострілу" полягає в тому, як саме взаємодіють між собою краплі. У момент їх злиття вивільняється поверхнева енергія і з'являється імпульс для запуску. Об'єднана крапля переміщується вздовж плоскої поверхні суперечки. При цьому вона надає тертя і як би відтягує спору від стеригмами (це ниткоподібний виріст, на якому розвивається спору).

Плоска грань суперечка витягнута в тому ж напрямку, що і нитки стеригмами - це і забезпечує ювелірну точність. У момент "пострілу" спору отримує такий імпульс, що починає рухатися зі швидкістю один метр в секунду. Правда, опір повітря швидко її уповільнює.

"Випуск енергії настільки швидкий, що він прискорює всю систему до мільйона одиниць прискорення вільного падіння. Але аеродинамічний опір дозволяє спорах пролетіти лише кілька міліметрів", - пояснює Чуань-Хуа.

Ну а далі, як то кажуть, справа техніки: спору підхоплює вітер, і вона не опускається вниз, поруч з "материнським" грибом, а несеться на якусь відстань.

Автори роботи відзначають, що розуміння цього механізму корисно не тільки для біології (наприклад, існують грибки, використовують комах в своїх інтересах ), Але і для інженерії: скажімо, в розробці нових самоочищаються матеріалів.

дослідження описано в статті видання Journal of the Royal Society Interface.

Додамо, що раніше дослідники пояснили механізм розмноження грибів , Відповідальних за появу так званого синдрому хворого будинку.

Новости